Zu Chemiedidaktik: Ein preiswertes Photometer für den Chemieunterricht

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1 Zu Chemiedidaktik: Ein preiswertes Photometer für den Chemieunterricht Marc Sören Homeyer, Brigitte Duvinage Nachr. Chem. 2017, 65, 63 Versuchsbeschreibungen Bestimmung der Patentblau V-Konzentration in einer Mundspülung Geräte und Chemikalien: Schülerphotometer mit Laserpointer 650 nm, Bürette, Maßkolben (1 x 1000 ml; 9 x 100 ml), Vollpipette (50 ml), 9 Einmalpipetten, Waage, Wägeschälchen, Spatel, Trichter, 9 Kunststoffküvetten, Becherglas (150 ml, breit), Pipettenständer, Peleusball Patentblau V: kein Gefahrstoff nach GHS; Probe: Mundspülung von Meridol Durchführung: Herstellen der Kalibrierreihe: 0,01 g Patentblau V in einen 1000 ml Maßkolben überführen. Den Maßkolben mit destilliertem Wasser bis zur Eichmarke auffüllen. Von dieser Lösung jeweils 0,0; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0; 25,0 ml in 100 ml Maßkolben überführen und die Maßkolben mit destilliertem Wasser auffüllen. Proben vorbereiten: Von der Mundspülung von Meridol dreimal 50 ml in jeweils einen 100 ml Maßkolben überführen und die Maßkolben bis zur Eichmarke mit destilliertem Wasser auffüllen. Den Inhalt der Kolben durch leichtes Schwenken homogenisieren. Die Lösungen der Kalibrierreihe und die Proben in Einmalküvetten überführen und mit dem Schülerphotometer bei 650 nm vermessen. Im Anschluss die Konzentrationen der Lösungen der Kalibrierreihe sowie die en berechnen und durch eine lineare Regressionsrechnung die Konzentrationen der Proben bestimmen. Seite 1

2 Messwerte und Auswertung: Mit Hilfe der Funktionsgleichung der Regressionsgeraden kann die Konzentration des Patentblau V in der Mundspülung berechnet werden. y entspricht hierbei der und x der Konzentration der Lösung. y = x E(MMMMMMüllll) = 0,050 y = 0,050 0,050 = 20074x mmm 6 x = 2,49 10 l Die Konzentration der vermessenen Probe beträgt 2, mmm/l. Daraus folgt, dass in 100 ml 2, mmm Patentblau V enthalten sind. Diese Stoffmenge entspricht der Stoffmenge von Patentblau V in 50 ml Mundspülung. Über die molare Masse des Patentblau V von 582,66 g/mol kann die Masse von Patentblau V in g bzw. mg pro 1000 ml Mundspülung berechnet werden. In 1000 ml Mundspülung sind 2,9 mg Patentblau V enthalten. Tabelle 1. Messwerte der Kalibrierreihe und der Proben, sowie die berechneten en, der Messung Patentblau V gemessene Lösung Messung c in mol/l I in µa Berechnete Lösung ,000 Lösung 2 8,58* ,014 Lösung 3 1,71* ,031 Lösung 4 2,57* ,052 Lösung 5 3,43* ,067 Lösung 6 4,29* ,090 Probe ,049 Probe ,049 Probe ,052 Mittelwert Probe ,050 Seite 2

3 Abb. 1 Graphische Darstellung der berechneten en gegen die Konzentrationen an Patenblau V in mol/l. Kalibrierreihe Patentblau V 0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 y = 20074x R² = 0, , , , , , Konzentration an Patentblau V in mol/l Seite 3

4 Bestimmung der Cochenillerot A-Konzentration in Badesalz Geräte und Chemikalien: Schülerphotometer mit Laserpointer 532 nm, Bürette, Maßkolben (1x 1000 ml; 9 x 100 ml), Mörser mit Pistill, 9 Einmalpipetten, Waage, Wägeschälchen, Spatel, Trichter, 9 Kunststoffküvetten, Becherglas (150 ml, breit), Peleusball, Pipettenständer Cochenillerot A: E 124, kein Gefahrstoff nach GHS; Badesalz "Red Love" der Firma Balea dest. Wasser:./. Durchführung: Herstellen der Kalibrierreihe: 0,02 g Cochenillerot A in einen 1000 ml Maßkolben überführen. Den Maßkolben mit destilliertem Wasser bis zur Eichmarke auffüllen. Von dieser Lösung jeweils 0,0; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0; 25,0 ml in 100 ml Maßkolben überführen und die Maßkolben mit destilliertem Wasser auffüllen. Probe vorbereiten: Das Badesalz zu einem feinen Pulver mörsern und gut homogenisieren. Dreimal 0,2 g des Pulvers einwägen, in jeweils einen 100 ml Maßkolben überführen und mit destilliertem Wasser auffüllen. Die Lösungen der Kalibrierreihe und die Proben in Einmalküvetten überführen und mit dem Schülerphotometer bei 532 nm vermessen. Im Anschluss die Konzentrationen der Lösungen der Kalibrierreihe sowie die en berechnen und durch eine lineare Regressionsrechnung die Konzentrationen der Proben bestimmen. Messwerte und Auswertung: Mit Hilfe der Funktionsgleichung der Regressionsgeraden kann die Konzentration des Cochenillerot A, analog zum Patentblau V berechnet werden. In 100 g Badesalz sind 0,27 mg Cochenillerot A enthalten. Seite 4

5 Tabelle 2. Messwerte der Kalibrierreihe und der Proben, sowie die berechneten en, der Messung Cochenillrot A gemessene Lösung Messung c in mol/l I in µa Berechnete Lösung 1 0,00E ,000 Lösung 2 3,31E ,016 Lösung 3 6,62E ,029 Lösung 4 9,93E ,047 Lösung 5 1,32E ,060 Lösung 6 1,65E ,076 Probe ,053 Probe ,051 Probe ,049 Mittelwert Probe 314,7 0,051 Abb. 2. Graphische Darstellung der berechneten en gegen die Konzentrationen an Cochenillerot A in mol/l. 0,100 Kalibrierreihe Cochenillerot A-Konzentration 0,080 0,060 0,040 y = 4601,6x R² = 0,9991 0,020 0,000 0,00E+00 5,00E-06 1,00E-05 1,50E-05 2,00E-05 Konzentration Cochenillerot A in mol/l Seite 5